帶式輸送機機械傳動系統(tǒng)設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計帶式輸送機機械傳動系統(tǒng)設(shè)計DESIGN OF MECHANICAL TRANSMISSION SYSTEM FOR BELT CONVEYER摘要隨著現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展 ，帶式輸送機已經(jīng)成為國民經(jīng)濟各部門生產(chǎn)過程中非常重要的組成部分。它廣泛的應(yīng)用于國民社會生產(chǎn)的各個部門中，遍布于各行各業(yè)中。帶式輸送機具有結(jié)構(gòu)相對緊湊、使用壽命長、傳動效率相對較高、噪聲低、工作穩(wěn)定、密封性好以及占據(jù)面積小等特點，同時可以在多種不同工作環(huán)境下包括潮濕、泥濘、粉塵等惡劣條件下正常工作，因此它成為了國民經(jīng)濟中必不可少的關(guān)鍵設(shè)備。同時經(jīng)濟全球化的快速實現(xiàn)，極大縮短了帶式輸送機在設(shè)計、開發(fā)、制造、銷售上的周期，使它

2、的競爭力大大加強。本設(shè)計將對帶式輸送機的發(fā)展方向以及未來趨勢進行簡單介紹，并對其整體方案和具體結(jié)構(gòu)進行分析計算，對所采用的部件，材料，以及組成進行說明，將著重對傳動部分的托輥，傳動滾筒以及電動機的功率，選型進行詳細計算和說明。關(guān)鍵詞：帶式輸送機；整體結(jié)構(gòu)；傳動系統(tǒng)設(shè)計AbstractAlong with the development of modern industrial development, belt conveyor has become an important part of the process of each department of national economy

3、production.It has been widely used in various sectors of the national economy, has spread to various industries.Belt conveyor, because it has the advantages of compact structure, high transmission efficiency, low noise, long service life, stable running, reliability and good sealing performance, occ

4、upies little space, and can work in a variety of harsh working conditions, including wet, muddy, dust and so on, so it is the indispensable key equipment in the national economy.In addition to achieve international interconnection network, and greatly shortens the cycle of design, development, manuf

5、acture of belt conveyor, sales, to make it more competitive.A simple introduction of the developing direction of the research on the design of belt conveyor and the trend, and the whole scheme and concrete structure analysis, materials for the components, and composition are described, will focus on

6、 the roller transmission parts, power transmission roller and the electric motor, the detailed calculation and selection description.Key word：Belt conveyor whole structure transmission system design 目 錄摘要IAbstractII1緒論11.1簡要概述帶式輸送機11.1.1帶式輸送機的組成11.1.2帶式輸送機的類別11.1.3 帶式輸送機的特點61.2 國內(nèi)外帶式運輸機的發(fā)展過程及趨勢71.2.

7、1國外帶式運輸機的發(fā)展情況71.2.2國內(nèi)帶式運輸機的發(fā)展情況71.2.3帶式輸送機未來的發(fā)展趨勢82帶式輸送機的總體方案92.1設(shè)計總體方案的確定92.1.1 傳動部件的選擇92.2帶式輸送機型號的選擇確定92.2.1 帶式輸送機的型號102.2.2 DT型固定式帶式輸送機簡單介紹102.3 DTII型帶式輸送機的部件選型112.3.1輸送帶112.3.2 驅(qū)動裝置112.3.3電動滾筒122.3.4傳動滾筒122.3.5改向滾筒122.3.6 托輥122.3.7 拉緊裝置142.3.8 清掃器152.3.9 卸料裝置152.3.10 導(dǎo)料槽152.3.11 機架152.3.12 頭部漏斗1

8、62.3.13 電氣及安全保護裝置163帶式輸送機傳動系統(tǒng)的設(shè)計173.1原始條件與參數(shù)173.2帶寬和帶速的選擇173.3圓周驅(qū)動力的分析計算183.4電動機功率和驅(qū)動裝置的選擇213.5輸送帶張力的計算說明223.6輸送帶層數(shù)的選擇243.7拉緊參數(shù)的計算243.8校核輥子載荷244主要部件的選擇計算和校核274.1傳動滾筒的形式以及結(jié)構(gòu)274.2傳動滾筒的分類274.3傳動滾筒的設(shè)計方法284.4傳動滾筒的設(shè)計294.4.1傳動滾筒的安裝要求294.4.2其他數(shù)據(jù)的計算294.5改向滾筒的選擇305其他部件的設(shè)計計算與校核315.1軸的用途315.2軸的分類315.3軸設(shè)計的主要內(nèi)容31

9、5.4軸的設(shè)計計算315.4.1輸出軸的功率P3、轉(zhuǎn)速n3以及轉(zhuǎn)矩T3325.4.2確定最小直徑325.4.3軸零件的周向定位335.4.4確定軸上的倒角和圓角335.5部件的校核345.5.1軸撓度的校核345.5.2軸強度的校核355.5.3軸承的校核355.5.4筒皮的強度校核366三維視圖376.1三維軟件的介紹376.2軸的三維視圖376.3滾筒的三維模型386.4滾筒的裝配386.5三維視圖的總結(jié)40結(jié)論41致謝42參考文獻431緒論1.1簡要概述帶式輸送機帶式輸送機自從被設(shè)計出來后，廣泛應(yīng)用于社會各個領(lǐng)域。它是由驅(qū)動裝置來帶動皮帶，中間由托輥與構(gòu)架形成承載與牽引部件，可以不斷運輸

10、各種物料的設(shè)備。除了運輸物料之外，帶式輸送機還可以運用于企業(yè)工業(yè)的流水線。和其他工具相比，它具有結(jié)構(gòu)相對簡單，生產(chǎn)效率高，運輸距離長，穩(wěn)定性好等優(yōu)點，因此在水電、煤炭、交通運輸?shù)炔煌I(lǐng)域被廣泛采用1。尤其在井下巷道、露天采礦以及礦井運輸系統(tǒng)中，它發(fā)揮了巨大的作用。本次設(shè)計將對輸送機的傳動系統(tǒng)整體方案進行說明，并著重計算說明傳動滾筒以及其他運動部件的設(shè)計情況，還將對滾筒的裝配進行三維建模。1.1.1帶式輸送機的組成DT型帶式運輸機的典型結(jié)構(gòu)如下圖1-1所示:圖1-1 DT型帶式運輸機DT型帶式運輸機由1頭部漏斗、2頭架、3頭部清掃器、4傳動滾筒、5安全保護裝置、6輸送帶、7承載托輥、8緩沖托輥、

11、9導(dǎo)料槽、10改向滾筒、11拉緊裝置、12尾架、13空段清掃器、14回程托輥、15中間架、16電動機、17液力耦合器、18制動器、19減速器和20聯(lián)軸器組成。1.1.2帶式輸送機的類別（1）按承載方式的不同分為：托輥式帶式輸送機：輸送帶主要由托輥來進行支撐。氣墊帶式輸送機：輸送帶主要依靠氣膜支撐。一般還有磁電式輸送機、液墊式帶式輸送機，它們對輸送帶的支撐方式都是連續(xù)支撐的。機構(gòu)如圖1-2圖1-2 氣墊帶式輸送機深槽型帶式輸送機：槽深和其他相比較大，托輥除了起支撐作用之外，還可以夾持物塊，同時增大了運輸傾斜角。（2）按承載能力的不同可以分為：通用帶式輸送機：目前在社會使用最多的一類輸送機，其他種

12、類都可以由其變形而成。如圖1-3圖1-3 DT通用固定式帶式輸送機輕型帶式輸送機：廣泛適用于載荷較小的物料的運輸。如圖1-4圖1-4 輕型帶式輸送機鋼繩芯帶式輸送機：適用于重型物料的運輸。（3）按輸送帶的不同結(jié)構(gòu)分為普通輸送帶：它的輸送帶為較為常見的平型帶，一般用鋼繩芯或帆布作為帶芯。壓帶式帶式輸送機：它的閉環(huán)帶一條是承載帶，另外一條是壓帶。鋼繩牽引帶式輸送機：它的牽引機構(gòu)用的是鋼絲繩，承載機構(gòu)用的是帶耳邊的輸送帶。網(wǎng)帶帶式輸送機：用網(wǎng)帶作為輸送帶。如圖1-5圖1-5金屬網(wǎng)帶輸送機剛帶帶式輸送機：用剛帶作為輸送帶。波狀擋邊帶式輸送機：把擋邊安放在傳送帶的邊上以此來使運輸物料的橫截面積增大，如果

13、傾斜角較大時，可以將擋板放至在橫向。如圖1-6;圖1-6 波狀擋邊大傾角帶式輸送機管狀帶式輸送機：把輸送帶做成管狀或者用密閉來運輸物料。花紋帶式輸送機：為了增大輸送帶和物塊間的摩擦，一般采用花紋帶來增大運輸傾角。如圖1-7所示：圖1-7 花紋帶式輸送機（4）按驅(qū)動方式的不同分為：線摩擦帶式輸送機：驅(qū)動體是一個或者多個運輸帶。磁性帶式輸送機：用磁場來驅(qū)動輸送帶。多滾筒驅(qū)動式輸送機。單滾筒驅(qū)動式輸送機。（5）按線路布置的不同分為：直線帶式輸送機：在運輸機的豎直方向上是直線，然而在鉛垂面上可以是曲率不同且變化的曲線；空間彎曲帶式輸送機：能在空間上完成彎曲工作。平面彎轉(zhuǎn)帶式輸送機：能平面上完成彎曲工作

14、；（6）按能否移動分為：可伸縮帶式輸送機：輸送機長度隨著儲帶裝置的變化而改變。移置帶式輸送機：將移動設(shè)備變換位置。固定帶式輸送機：安裝在固定的地點。移動式帶式輸送機：有履帶或輪子等移動機構(gòu)的一類輸送機。如圖1-8圖1-8 移動式帶式輸送機1.1.3 帶式輸送機的特點帶式輸送機是一種能夠不斷輸送散裝物料的機械裝置，在當代，帶式輸送機已經(jīng)成為應(yīng)用最廣泛的運輸裝置之一。作為整機，它正向大傾角，大運距，大運送量方向發(fā)展；作為零部件，帶式輸送機正在向低能耗，高性能，長壽命的方向發(fā)展。帶式輸送機的優(yōu)點比較多，如：運送量較大、輸送距離比較長等，同時運行可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)集中與自動化控制，因此帶式輸送機成為煤炭開

15、采與技術(shù)的主要設(shè)備2。它的主要優(yōu)勢是機身能夠隨意伸長和縮短，機尾可根據(jù)需要推進伸縮，而且結(jié)構(gòu)緊密。當輸送能力要求較高以及運送距離相對較大時，可以用驅(qū)動裝置來完成。同時它的機架比較輕巧，拆卸裝配比較方便。按傳送工藝要求的不同，不僅可以采用單機輸送的方式，還可以將多個機器組合成一個傾斜或水平的輸送系統(tǒng)。帶式輸送機在礦山，化工，糧食，冶金，煤炭等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，和其他運輸機相比較而言，它具有許多優(yōu)點。首先，帶式運輸機的運輸物料類型比較廣泛。物料從很細很小的粉狀物到體積較大的礦石，煤炭以及大物件，它都可以完成。由于帶式運輸機的輸送帶具有抗腐蝕性，所以它又可以運輸有一定溫度和腐蝕性的物料。其次，帶式輸送

16、機的輸送能力范圍比較大且輸送線路適應(yīng)性比較強，它可以根據(jù)要求，在水平面和空間上完成輸送。此外，它裝卸簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)多點受料，且費用低。由于帶式輸送機的運送阻力小，在同等條件下，與其他種類的輸送機比較，它的能耗是最低的。與此同時，帶式輸送機工作平穩(wěn)，安全可靠，可以實現(xiàn)連續(xù)運行，并且易受控制。1.2 國內(nèi)外帶式運輸機的發(fā)展過程及趨勢1.2.1國外帶式運輸機的發(fā)展情況帶式輸送機從發(fā)明到現(xiàn)在大概有200多年歷史了，Thoms Robins 于19世紀90年代設(shè)計的槽型狀的輸送機首先被運用在礦物中，確定了現(xiàn)代運輸機的主要形式3。隨著生產(chǎn)力和科技的不斷提高，帶式輸送機的發(fā)展也越來越迅速，如今，帶式運輸機的

17、功能正朝著多元化的方向發(fā)展，它的應(yīng)用范圍也正變得越來越廣泛。例如機高傾角帶式輸送機等多種機型。與此同時，帶式輸送機自身的技術(shù)有了很大的提高，尤其是運量大、速度高、距離長等大型輸送機正成為主要的發(fā)展方向。開發(fā)應(yīng)用監(jiān)控技術(shù)和動態(tài)分析正逐漸成為其核心技術(shù)。目前，被廣泛應(yīng)用于煤炭運輸方面的帶式輸送機主要有以下幾個技術(shù)特點：（1）設(shè)備大型化（2）中間驅(qū)動和多機驅(qū)動及輸送變向等技術(shù)。（3）機電一體化和動態(tài)分析相結(jié)合（4）采用更加可靠的關(guān)鍵部件。英國生產(chǎn)的FSW1200/(2 - 3)×400工作面順槽帶式輸送機采用了改變頻率調(diào)速或液粘差速裝置, 運輸能力已經(jīng)能夠達到3000 t/ h 以上4。1

18、.2.2國內(nèi)帶式運輸機的發(fā)展情況20世紀80年代，我國帶式運輸機的研究開始起步，80年代初期，我國太原重型機械學院開始著手研究氣墊式帶式輸送機 。20世紀90年代初，DJ型波狀擋邊帶式輸送機系列在北京起重運輸機械研究所誕生使用，截止2007年，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國已經(jīng)生產(chǎn)超過5000臺波狀擋邊帶式輸送機。1996年以來我國設(shè)計了用鋼繩和鋼繩芯來帶動牽引的一類帶式輸送機，目前我國生產(chǎn)使用的帶式輸送機種類較多?！鞍宋濉逼陂g，我國的帶式輸送機發(fā)展迎來了春天，國家“ 日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項目的實施,我國長距離運輸機，煤礦井下輸送機的核心技術(shù)和新產(chǎn)品取得了長足的進步，如高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機，大傾角

19、長距離帶式輸送機的開發(fā)使用等均開創(chuàng)了國內(nèi)的先河。通過加強對關(guān)鍵部位設(shè)備以及核心技術(shù)的理論研究，同時進行產(chǎn)品開發(fā),我國的帶式輸送機水平有了顯著的提高。其驅(qū)動系統(tǒng)已經(jīng)可以采用行星齒輪減速器和調(diào)速型液力耦合器4。與國外相比，我國的帶式輸送機還有很多不足，主要體現(xiàn)在（1）核心技術(shù)的差異，主要體現(xiàn)在輸送機的動態(tài)分析技術(shù)和監(jiān)控技術(shù)（2）均衡技術(shù)領(lǐng)域之間的差別，因輸送機功率大，必須要實現(xiàn)軟啟動和長距離輸送和功率相平衡，而大多數(shù)國內(nèi)產(chǎn)品還不能做到，因此機器的損傷較大且資源浪費比較嚴重。（3）技術(shù)領(lǐng)域存在差異。國內(nèi)的產(chǎn)品不能滿足高效率生產(chǎn)的要求。1.2.3帶式輸送機未來的發(fā)展趨勢（1）運量大，速度快 即低單位成

20、本和高效率的有機結(jié)合（2）使用壽命的變長 輸送機的使用壽命主要由輸送膠帶與托輥的磨損決定，減小托輥和其他部件的磨損，增大輸送膠帶的耐磨性可以提高其使用壽命。（3）能源的低消耗，運輸能力提高輸送機大部分的能源都損失在摩擦消耗上，在未來，必將研發(fā)出新興技術(shù)減少摩擦損耗，或者采用不接觸式的輸送方式來減少能源的消耗，運輸能力將大大提高。（4）功能化與智能化將來的帶式輸送機必將與計算機技術(shù)，PLC技術(shù)緊密結(jié)合，能夠集控制與輸送一體的，同時功能將大大拓展，未來的產(chǎn)品必然能夠?qū)崿F(xiàn)多功能，集運料、運人或雙向運輸?shù)裙δ?能夠做到將功能最大化，創(chuàng)造更好的經(jīng)濟利益。 2帶式輸送機的總體方案6傳動系統(tǒng)三維模型的建立6

21、.1三維軟件的介紹本文三維設(shè)計軟件采用野火版，即，由美國參數(shù)技術(shù)公司發(fā)明并取得較大成功的一類軟件。廣泛應(yīng)用于三維造型軟件設(shè)計，并在當今世界機械以及其他領(lǐng)域得到業(yè)界的高度認可，成為最重要的設(shè)計軟件之一。功能十分強大，是一款從設(shè)計到制造生產(chǎn)的一種自動化軟件，它能夠建造特征實體系統(tǒng)。具有全相關(guān)性、特征參數(shù)化、能夠進行數(shù)據(jù)管理、裝配管理合理、易于使用、數(shù)據(jù)庫單一等優(yōu)勢。是一個功能系統(tǒng)，能夠使用不同的特別功能設(shè)計出零件造型，如：筋、槽、抽空操作和倒角操作等。不需要幾何設(shè)計公式，工程師就能夠建立功能與尺寸關(guān)系，改變?nèi)魏我粋€參數(shù)，它與之對應(yīng)的特征也隨之變化。這樣使設(shè)計更加完美。能夠加快設(shè)計復(fù)雜的順序組件，快

22、速方便地生成所需裝配圖，它有如下裝配功能：三維裝配圖層次設(shè)計，確定整體與局部比例關(guān)系，自動組裝等。6.2軸的三維視圖打開，新建零件圖，選擇旋轉(zhuǎn)按鈕，選擇平面作為繪圖平面，默認參考平面，進入草繪界面，先水平放置中心線，根據(jù)上文設(shè)計的軸以及軸肩的尺寸，在草繪平面作出軸的截面，完成草繪后單擊完成。 接著選擇拉伸命令，在定義軸平面上繪制如圖6-1所示鍵的尺寸，選擇切除材料，完成，再根據(jù)相應(yīng)的圓角進行倒角，就完成軸的三維設(shè)計，如圖6-2。圖6-1 鍵的尺寸圖6-2 軸6.3滾筒的三維模型 由上文知，滾筒的直徑為，滾筒長度為，筒厚為，在界面，點擊拉伸命令，選擇作為草繪平面，繪制出兩個同心圓，他們的直徑分別

23、為800mm和780mm，確定退出草繪平面，選擇拉伸長度為1150，繪制出的滾筒三維圖如圖6-4所示：6.4滾筒的裝配滾筒的裝配包括軸（圖6-2）、滾筒（圖6-3）、幅板（圖6-4）、軸承座（圖6-5）等組成。其中，幅板、輪轂和筋板裝配成接盤，如圖6-6所示，整個滾筒的裝配示意圖如圖6-7所示。6-3 滾筒圖6-4 幅板圖6-5 軸承座圖6-6接盤裝配圖圖6-7滾筒裝配圖圖6-7滾筒裝配圖6.5三維視圖的總結(jié)通過三維視圖，更加直觀的了解了帶式輸送機的傳動系統(tǒng)部分，同時畫出各個零件部分的三維視圖，方便對整個系統(tǒng)的裝配，防止在組裝過程中出現(xiàn)尺寸配合不吻合與干涉的地方，進一步提升系統(tǒng)的可靠性。結(jié)論歷

24、時幾個月的畢業(yè)設(shè)計即將宣布結(jié)束，在這幾個月中，我順利完成了帶式輸送機的設(shè)計和計算以及校核，同時畫出了主要部件的三維視圖，使之達到了設(shè)計要求。從拿到題目的開始，我查閱了很多相關(guān)的資料，通過觀察帶時候輸送機的組成機構(gòu)和傳動系統(tǒng)，我對其有了初步的了解，在這過程中，我對帶式輸送機的發(fā)展歷史，國內(nèi)外對它的研究狀況以及對帶式輸送機未來的發(fā)展趨勢有了初步的了解，未來的帶式輸送機必然更加專業(yè)化和自動化，它的效率必然大大的提高。帶式輸送機對粒狀、塊狀物料的適應(yīng)度相對于現(xiàn)在會更加廣泛，會極大提高各行業(yè)的效率。在設(shè)計時，我先對帶式輸送機的大致結(jié)構(gòu)有了初步的了解，確定了主要的設(shè)計對象，即滾筒。因為滾筒時主要的傳動部件，它維持了整個帶式輸送機的運動，通過摩擦力的形式驅(qū)動了帶式輸送機的運轉(zhuǎn)，確定了用圓柱形滾筒后，我有了大致的整體設(shè)計方案。接下來，我通過查表對帶式輸送機的輸送帶的材料，托輥進行了計算選型，并依此求出了滾筒的驅(qū)動力。然后對標準件的減速器、電動機、液力偶合器等進行了選擇。最后完成了滾筒以及軸的設(shè)計計算并進行校核，使之符合要求。本次畢業(yè)設(shè)計總結(jié)了大學以來的專業(yè)課，也暴露了自己的缺點